耐火材料技術(shù)進(jìn)步所面臨的問(wèn)題ppt課件

1、耐火資料技術(shù)提高所面臨的問(wèn)題耐火資料技術(shù)提高所面臨的問(wèn)題武漢科技大學(xué)李李 楠楠湖北省耐火資料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室湖北省耐火資料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地2湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地耐火資料的技術(shù)提高推進(jìn)力1 冶金等用戶技術(shù)提高的要求2 根底學(xué)科的運(yùn)用3 交叉學(xué)科3湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地上世紀(jì)的主要技術(shù)提高1 碳復(fù)合耐火資料2 不定形耐火資料4湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地耐火資料面臨的問(wèn)題1 長(zhǎng)壽與低耗永久的主題2 對(duì)熔煉物的污

2、染3 環(huán)境、能源與資源的要求干凈鋼的要求新功能的開(kāi)發(fā)，對(duì)鋼水的凈化作用降低能源與資源的耗費(fèi)環(huán)境友好5湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地長(zhǎng)壽與低耗耐火資料損毀的兩大要素1 化學(xué)侵蝕：熔損與浸透呵斥的構(gòu)造剝落2 熱應(yīng)力導(dǎo)致的開(kāi)裂與破壞一對(duì)一的效力耐火資料消費(fèi)的精細(xì)化6湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地化學(xué)侵蝕1 耐火資料熔入渣中2 構(gòu)成高熔點(diǎn)固相，或高粘度液相 維護(hù)耐火資料不受侵蝕，間接溶解 阻塞氣孔)(OSCCDJOSCC分散停頓自順應(yīng)，自維護(hù)7湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地渣對(duì)耐火資料溶解的判別例子例

3、子，利用FactSage軟件計(jì)算Al2O3在不同組成的渣中的溶解性渣1渣2C/S3.161.05Al2O32.457.93MgO7.956.00SiO214.4839.62CaO45.7841.60MnO2.46-Fe2O326.471.27C/S=3.16C/S=1.05CA6Al2O3CA6Al2O38湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地外表固相層構(gòu)成的條件例子，在Al2O3顆粒外表生成CA6條件CaO-Al2O3-SiO2系相圖系相圖 9湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地?zé)嵴饟p毀與熱應(yīng)力存在問(wèn)題：1 耐火資料構(gòu)造的復(fù)雜性2 運(yùn)用條

4、件極為復(fù)雜實(shí)際研討嚴(yán)重缺乏實(shí)驗(yàn)方法缺乏科學(xué)根底緣由：10湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地?zé)釕?yīng)力的計(jì)算最近幾年來(lái)開(kāi)展很快，也獲得一些運(yùn)用成果。不同外形滑板應(yīng)力值測(cè)定結(jié)果不同外形滑板應(yīng)力值測(cè)定結(jié)果 11湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地傳統(tǒng)滑板傳統(tǒng)滑板B與改良型滑板與改良型滑板A中的應(yīng)變分布中的應(yīng)變分布 12湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地脫硫噴槍的熱力學(xué)計(jì)算二次待包冷卻二次待包冷卻0.5h時(shí)溫度場(chǎng)時(shí)溫度場(chǎng)二次作業(yè)終了時(shí)溫度場(chǎng)二次作業(yè)終了時(shí)溫度場(chǎng)13湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

5、培育基地鋼構(gòu)造對(duì)熱應(yīng)力分布有很大影響。82.285.290.382.582.986.285.183.782.98082848688909200.020.040.060.080.1徑向鋼筋占耐火材料占體積比最大熱應(yīng)力 /MPa 耐火資料徑向鋼筋含量與噴槍熱應(yīng)力的關(guān)系耐火資料徑向鋼筋含量與噴槍熱應(yīng)力的關(guān)系 14湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地細(xì)觀力學(xué)的運(yùn)用 當(dāng)前熱應(yīng)力計(jì)算中存在的問(wèn)題依然把耐火資料看成一個(gè)均勻分布的整體。 不知道各個(gè)部分對(duì)整體性能的奉獻(xiàn)是怎樣樣的。15湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地細(xì)觀力學(xué)運(yùn)用原理按各組分的體積分?jǐn)?shù)。

6、按一定的計(jì)算模型，計(jì)算其整體性質(zhì)。耐火資料的顯微構(gòu)造耐火資料的顯微構(gòu)造顆粒骨料，顆粒骨料，2基質(zhì)，基質(zhì)，3氣孔，氣孔，4晶粒，晶粒，5晶界，晶界，6裂紋裂紋16湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地 用細(xì)觀力學(xué)計(jì)算的鋁碳含ZrO2的結(jié)果實(shí)測(cè)值計(jì)算值E (MPa)6.36.15 0.110.16 (10-6/ )5.55.63 (W/m )20.42.8517湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地小結(jié) 沒(méi)有一個(gè)像碳復(fù)合耐火資料這樣的新資料。 冶金工業(yè)的提高，致使渣的成分和外形變化很大。精細(xì)化18湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)

7、實(shí)驗(yàn)室培育基地精細(xì)化的內(nèi)容 針對(duì)每一個(gè)冶金工藝的渣組成及性質(zhì)，有針對(duì)性的研發(fā)耐火資料。一對(duì)一效力。 消費(fèi)工藝精細(xì)化。研發(fā)消費(fèi)運(yùn)用19湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地要求 有一批高程度的技術(shù)支持人員 總承包：賣(mài)出去就賺錢(qián)省下來(lái)就賺錢(qián)有利于可繼續(xù)開(kāi)展20湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地干凈鋼與耐火資料煉鋼工程中各物質(zhì)之間的關(guān)系。堿度組成組成氧化復(fù)原性熔化溫度粘度顯微構(gòu)造組成物理化學(xué)性質(zhì)構(gòu)造鋼合金元素渣耐火資料構(gòu)造化學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)外表張力種類(lèi)21湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地耐火資料對(duì)鋼水的有害作用 污

8、染鋼水 不與或少與合金元素或附加元素反響非鐵元素：O、N、S、P、C 。Al + SiO2 (Al2O3)S + Si夾雜：氧化物夾雜，非氧化物夾雜。22湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地耐火資料對(duì)鋼水的有利作用 吸附鋼水中的夾雜 不與或少與合金元素或附加元素反響CaOS + S = (CaS) + O4CaOS + 2P + 5O = Ca4P2O9(S)3MgOS + 2P + 5O = Mg3P2O8(S)23湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地環(huán)境、資源與能源環(huán)境： 粉塵 CO2、NOX、SiO2的排放。除菱鎂石、白云石以外，這

9、些排放與能耗有關(guān)。 鉻污染資源： 如何合理地開(kāi)采，利用資源，如菱鎂礦、硅 用后耐火資料的回收利用。鋁系礦物等。歐洲，20回收到地球中去。能源： 耐火資料消費(fèi)中的節(jié)能 為工業(yè)爐節(jié)能做出奉獻(xiàn)24湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地耐火資料資源合理利用面臨優(yōu)質(zhì)資源枯竭M(jìn)gO98的菱鎂礦不多高鋁礬土也大量開(kāi)采，面臨鋁工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)低鋁礬土及粘土大量廢棄，沒(méi)得到合理的利用大量的白云石沒(méi)有利用石墨等重要資源被大量利用與外銷(xiāo)蘭晶石、紅柱石、硅線石利用25湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地鋁硅系礦物的利用鋁工業(yè)要求礬土中Al2O3/SiO2不小于33.5。

10、越高越好。相當(dāng)Al2O3含量7578。Al2O380礬土大部分鋁工業(yè)耐火資料出路 將Al2O3與二、三級(jí)礬土進(jìn)展合理配料，制備具有良好性能的剛玉-莫來(lái)石。 選礦去硅提純。26湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地低鋁礬土與粘土的運(yùn)用消費(fèi)莫來(lái)石M70莫來(lái)石高硅氧玻璃復(fù)合資料M60、M50、M45、M30分為兩類(lèi)： 加K2O等易熔成分不加K2O等易熔成分27湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地莫來(lái)石 57%, 玻璃相 47 玻璃相成分SiO2Al2O3K2O897428湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地某實(shí)踐M60

11、的晶相與玻璃相成分Al2O3SiO2Fe2O3TiO2CaOMgOK2ONa2OM60熟料57.1540.900.491.200.090.170.030.02晶相150071.0527.360.400.570.070.110.0040.001160071.9026.680.380.750.090.060.0030.002玻璃相15009.1186.090.783.310.160.370.100.1016008.3287.310.842.650.190.530.100.1029湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地耐火資料與工業(yè)爐節(jié)能散熱冷空氣煙氣熱空氣輻射換熱器蓄熱器30湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地微孔絕熱資料孔徑小于氣孔分子自在程含空氣的氣孔的導(dǎo)熱系數(shù)與氣孔孔徑的關(guān)系31湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地微孔SiO2的性質(zhì)B.D. 0.36 g/cm3A.P. 86 % (Wm-1k-1)60080010000.0430.0540.06932湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地輕骨料耐火資料高密度骨料？33湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地潛熱蓄熱器TCQT相變QTCQT加